KURZUS: Elektrotechnika

MODUL: Egyenáramú hálózatok

4. lecke: Soros és párhuzamos kapcsolás, jellemzőik. Generátorok soros és párhuzamos kapcsolása

Tanulási célok

A lecke áttanulmányozása után Ön képes lesz:

  • felismerni a soros illetve a párhuzamos kapcsolást;
  • egyetlen generátorral helyettesíteni a sorosan kapcsolt feszültséggenerátorokat és párhuzamosan kapcsolt áramgenerátorokat.
Tananyag

A villamos hálózatok két kivezetéssel rendelkező elemeit kétpólusoknak nevezzük.

Soros kapcsolás
4.1. ábra

Két kétpólus sorosan van kapcsolva, ha egy-egy kivezetésükkel össze vannak kötve és erre az összeköttetésre nem csatlakozik harmadik ág (4.1. ábra).

Definíció: Sorosan kapcsolt elemeken az áram azonos (csomóponti törvény).

I= I R

A sorosan kapcsolt elemeken az eredő feszültséget az elemeken eső részfeszültségek (előjelhelyes) összegeként számíthatjuk.

4.2. ábra

Kapcsoljunk most két feszültséggenerátort sorosan (4.2. ábra). A két generátor eredő feszültsége a huroktörvény alapján:

U AB = U g1 + U g2

A két feszültséggenerátort helyettesíthetjük egyetlen eredő feszültséggenerátorral amelynek forrásfeszültsége a két generátorfeszültség összege.

U ge = U g1 + U g2

Az összevonás után a C pont eltűnik, többé már nem hozzáférhető.

Párhuzamos kapcsolás
4.3. ábra

Két kétpólus párhuzamosan van kapcsolva, ha mindkét kivezetésükkel össze vannak kötve (4.3. ábra). (A párhuzamos kapcsoltságnak további kiegészítő feltétele - mint a sorosnak - nincsen.) Ha több kétpólus van mindkét kivezetésével összekötve, akkor valamennyi egymással párhuzamos kapcsolásban van.

Definíció: Párhuzamosan kapcsolt elemeken a feszültség azonos.

U 1 = U 2 =U

Ez belátható, ha két párhuzamosan kapcsolt elem által alkotott hurokra alkalmazzuk a huroktörvényt.

Párhuzamosan kapcsolt elemeken az eredő áramot az egyes ágak vagy elemek áramának (előjelhelyes) összegeként számíthatjuk.

I= I 1 + I 2

Kapcsoljunk most két tetszőleges áramgenerátort párhuzamosan (4.4. ábra)! A két generátor eredő árama a csomóponti törvény alapján:

I= I g1 + I g2

A két áramgenerátort helyettesíthetjük egyetlen eredő áramgenerátorral, amelynek forrásárama a két generátor áramának összege.

I ge = I g1 + I g2

4.4. ábra

Az összevonás után azonban a két ág külön-külön már nem hozzáférhető. (Megjegyzés: két áramgenerátor soros kapcsolása illetve két feszültséggenerátor párhuzamos kapcsolása csak akkor nem vezet ellentmondásra, ha a forrásáramuk illetve forrásfeszültségük azonos. Ilyenkor pedig az ág áramának illetve a két csomópont közötti feszültségnek a meghatározásához két generátor fölösleges, elegendő egyetlen generátor.)

Ellenőrző kérdések
1. Két kétpólus sorosan van kapcsolva, ha
egy-egy kivezetésével össze van kötve,
egy-egy kivezetésével össze van kötve és erre az összekötésre nem csatlakozik további ág,
ha mindkét kivezetésével össze van kötve..
2. Mely villamos mennyiség azonos a soros áramköri elemeken?
a feszültség azonos,
az áram azonos,
az ellenállás azonos.
3. Két kétpólus párhuzamosan van kapcsolva, ha
egy-egy kivezetésével össze van kötve,
egy-egy kivezetésével össze van kötve és erre az összekötésre nem csatlakozik további ág,
ha mindkét kivezetésével össze van kötve.
4. Mely villamos mennyiség azonos a párhuzamos áramköri elemeken?
a feszültség azonos,
az áram azonos,
az ellenállás azonos.
5. Hogyan számítható a sorosan kapcsolt feszültséggenerátorok eredője? A kapcsolásban szereplő generátorfeszültségek
szorzatával,
hányadosával,
összegével,
különbségével.
6. Hogyan számítható a párhuzamosan kapcsolt áramgenerátorok eredője? A kapcsolásban szereplő generátoráramok
szorzatával,
hányadosával,
összegével,
különbségével.